有几个质子可以在销钉的头上跳舞？答案远不及人们想象的那么简单 - 它可能会为最经过良好测试的物理学理论之一提供新的见解。
一支国际科学家团队最近试图找出质子的实际尺寸，其中一种成分（以及中子和电子）的原子弥补我们的身体和我们周围的世界。
研究人员在本周的《科学》杂志上的报道发现，粒子的半径为0.84087的fermtometers。升压计是十亿米的三分之一或小的，以至于伽马辐射的波长长100倍。新的测量值约为4个percentsmaller，比当前接受的半径为0.8768的ftemtoughter，而小差异呈现出一个难题。
如果尺寸较小，则物理学家对量子电动力学的理解中缺少某些内容光与物质的互动方式。
质子错误？
瑞士联邦技术学院的物理学家，本文的第一作者告诉《生命科学》，差异可能意味着三件事之一。
首先，较早的工作中存在一些错误，尽管重复了多次各种实验的次数，但这不太可能。
第二可能是缺少质子大小的某些计算。 “也许我们不了解完全质子的结构，”备格说。
第三个解释是当前的理论量子电动力学错了，尽管鉴于该理论效果很好，并且已经经过了很多次测试，但似乎很苗条。 [古怪物理：自然界中最酷的小颗粒这是给出的
这个结果不是第一次出现差异。 2010年，由马克斯·普朗克（Max Planck）量子光学学院的兰德尔夫·波尔（Randolf Pohl）领导的国际团队的安特诺尼（Antogni）发现，德国加尔奇（Garching），发现质子半径似乎为0.84185 femtometerters。
如何测量质子
为了找到质子科学家的大小，使用了三种方法。一种是电子散射：在带正电的氢核（质子）上发射带负电荷的电子，并测量它们的偏转方式。然后，散射模式可以使人了解正电荷区域的大小。
第二种方法是测量要使电子移动到核周围不同轨道区域所需的能量。电子通常留在地区距核有一定距离。增加他们的能量，并变得兴奋，并移至另一个称为轨道的区域。然后，电子落回其未激发的状态并发出光子。通过仔细观察将电子从一个轨道移动到更高能源的能量，以及当电子降回其低能量轨道时发出的光子波长，可以估计质子的大小。
最后，在最新一组实验中使用的方法涉及muonic氢，该氢是带有哑光的质子，而不是电子，围绕它绕的质子。像电子一样兆恩负电荷，但它们重207倍。这意味着它们更靠近质子，并且将它们移动到更高能源轨道上需要更多的能量。更大的能量差异使测量它们更容易。向Muonic氢发射激光会激发MUON，将其移动到另一个轨道。然后，哑光落回其低能状态，发出X射线光子。
几十年来使用的前两种方法提出了质子半径的较大值。科学家说的后一种方法发现了较小的方法。但是，这些计算非常复杂。
新的质子度量
安特诺尼（Antogni）的团队在瑞士的保罗·施雷尔学院（Paul Scherrer Institute）进行了实验，不仅第二次实验了Muonic氢实验，而且还采取了措施以确保更准确的测量。差异仍然存在。安特诺尼说：“也许[质子]结构中只有穆斯的突出显示。” [怪异：十大无法解释的现象这是给出的
这就是为什么新价值证明如此谜的原因。专家说，由于简单的错误，量子电动力学（QED）可能是正确的，而且较早的实验也不可能是错误的。
“计算中可能缺少一些术语，”英国国家物理实验室的研究科学家海伦·玛格利斯（Helen Margolis）说，他没有参与研究。 “到目前为止，QED已被测试到令人难以置信的水平，但是数学基础并不像您想要的那么安全。”
联合学院物理与天文学副教授乍得·奥泽尔（Chad Orzel），《如何向狗教物理学教》的作者（Scribner，2010年）说，由于他们提出的问题，结果对物理学一般都有好处。 “当所有的测量和理论彼此一致时，这确实很无聊。这种分歧使我们可以谈论一些不是希格斯玻色子。”
编者注：本文已更新以纠正乘数计的定义。
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